圓周運動加速度綜合演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及圓周運動教學(xué)演示設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種圓周運動加速度綜合演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002 ]圓周運動中法向加速度和切向加速度受轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)半徑等諸多參量影響。切向加速度中有正負(fù)加速度之分，它與轉(zhuǎn)動方向、角速度的增加及減少有關(guān)系。法向加速度和切向加速度都與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。法向加速度和角速度有關(guān)，切向加速度和角加速度有關(guān)。現(xiàn)有用以演示圓周運動加速度的演示裝置一般為繞一點做圓周運動的球，通過觀察球的圓周運動軌跡，來理解學(xué)習(xí)圓周運動的物體的圓周運動加速度。但是，該類方法無法將法向加速度和切向加速度分開演示。
[0003]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種圓周運動加速度綜合演示儀，以實現(xiàn)圓周運動中法向加速度和切向加速度的分別演示。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種圓周運動加速度綜合演示儀，能夠生動而直觀地將法向加速度和切向加速度完全分開演示，使得學(xué)生能夠更好地理解圓周運動的加速度。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種圓周運動加速度綜合演示儀，所述圓周運動加速度綜合演示儀包括一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置上方設(shè)置有一能旋轉(zhuǎn)的圓盤，所述圓盤上設(shè)置有沿周向設(shè)置的用來演示切向加速度的圓弧演示管，所述圓盤上還設(shè)置有沿徑向設(shè)置的用來演示法向加速度的徑向演示管，所述圓弧演示管中設(shè)置有多個圓弧管運動小球，所述徑向演示管中設(shè)置有多個徑向管運動小球。
[0006]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述圓弧演示管至少包括設(shè)置在第一半徑處的第一圓弧演示管，所述第一圓弧演示管中設(shè)置的多個所述圓弧管運動小球構(gòu)成第一小球組;所述第一圓弧演示管包括沿周向設(shè)置的曲率半徑為所述第一半徑的水平的第一弧形管，所述第一弧形管的兩端分別圓弧過渡地連接有豎直設(shè)置的開口向上的第一立管和第二立管，所述第一立管、所述第一弧形管和所述第二立管的內(nèi)腔形成供所述第一小球組運動的第一運動空間。
[0007]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述圓弧演示管還包括設(shè)置在第二半徑處的第二圓弧演示管，所述第二圓弧演示管中設(shè)置的多個所述圓弧管運動小球構(gòu)成第二小球組，所述第二圓弧演示管包括沿周向設(shè)置的曲率半徑為所述第二半徑的水平的第二弧形管，所述第二弧形管的兩端分別圓弧過渡地連接有豎直設(shè)置的開口向上的第三立管和第四立管，所述第三立管、所述第二弧形管和所述第四立管的內(nèi)腔形成供所述第二小球組運動的第二運動空間。
[0008]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述徑向演示管至少包括沿徑向設(shè)置的第一徑向演示管，所述第一徑向演示管中設(shè)置的多個徑向管運動小球構(gòu)成第三小球組，所述第一徑向演示管包括一端封閉的沿徑向水平設(shè)置的第一直管，所述第一直管位于第三半徑處的徑向外端圓弧過渡地連接有豎直設(shè)置的開口向上的第五立管，所述第一直管和所述第五立管的內(nèi)腔形成供所述第三小球組運動的第三運動空間。
[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述徑向演示管還包括第二徑向演示管，所述第二徑向演示管中設(shè)置的多個徑向管運動小球構(gòu)成第四小球組，所述第二徑向演示管包括一端封閉的沿徑向水平設(shè)置的第二直管，所述第二直管位于第四半徑處的徑向外端圓弧過渡地連接有豎直設(shè)置的開口向上的第六立管，所述第二直管和所述第六立管的內(nèi)腔形成供所述第四小球組運動的第四運動空間。
[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括一控制箱，所述控制箱內(nèi)固定設(shè)置有電機(jī)，所述電機(jī)的傳動軸穿過所述控制箱的頂板連接于所述圓盤的底部中心。
[0011]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述圓盤的底部中心處設(shè)置有一固定塊，所述固定塊與所述傳動軸連接，所述頂板的一側(cè)能轉(zhuǎn)動地連接有一制動桿的一端，所述制動桿的另一端能夠水平轉(zhuǎn)動、且能與所述固定塊接觸。
[0012]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述控制箱上設(shè)置有控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速器。
[0013]由上所述，本實用新型的圓周運動加速度綜合演示儀，在圓盤上沿周向設(shè)置圓弧演示管和沿徑向設(shè)置徑向演示管，通過圓弧演示管和徑向演示管中的小球的運動狀態(tài)來體現(xiàn)圓周運動的切向加速度和法向加速度；同時通過在圓盤不同半徑處設(shè)置的演不管來演不隨旋轉(zhuǎn)半徑、角速度、角加速度、旋轉(zhuǎn)方向、啟動和制動過程對切向加速度和法向加速度的影響，使得學(xué)習(xí)者能夠很好地理解切向加速度和法向加速度的產(chǎn)生原因及區(qū)別點，以及相關(guān)參數(shù)對二者的影響，在教學(xué)中起到立竿見影的效果。
【附圖說明】
[0014]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0015]圖1:為本實用新型的圓周運動加速度綜合演示儀的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
[0016]圖2:為本實用新型的圓周運動加速度綜合演示儀的結(jié)構(gòu)示意主視圖。
[0017]圖3:為本實用新型的圓周運動加速度綜合演不儀使用狀態(tài)不意圖。
[0018]圖中:1、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；11、控制箱；111、頂板；12、電機(jī)；121、傳動軸；13、制動桿；14、調(diào)速器;2、圓盤;21、固定塊;3、圓弧演示管;31、第一圓弧演示管;311、第一弧形管;312、第一立管；313、第二立管;32、第二圓弧演示管；321、第二弧形管；322、第三立管；323、第四立管;4、徑向演示管;41、第一徑向演示管;411、第一直管;412、第五立管;42、第二徑向演示管;421、第二直管;422、第六立管;51、第一小球組;52、第二小球組;53、第三小球組;54、第四小球組;100、圓周運動加速度綜合演示儀。
【具體實施方式】
[0019]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0020]如圖1、圖2所示，本實用新型的圓周運動加速度綜合演示儀100，包括底部設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置I，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置I上方設(shè)置有一能旋轉(zhuǎn)的圓盤2，圓盤2上設(shè)置有沿周向設(shè)置的用來演示切向加速度的圓弧演示管3，圓盤2上還設(shè)置有沿徑向設(shè)置的用來演示法向加速度的徑向演示管4，圓弧演示管3中設(shè)置有多個圓弧管運動小球，徑向演示管4中設(shè)置有多個徑向管運動小球。在本實施方式中，圓弧演示管3、徑向演示管4通過管夾(現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述)固定于圓盤2上。
[0021 ]進(jìn)一步，如圖1、圖2所示，圓弧演示管3至少包括設(shè)置在第一半徑Rl處的第一圓弧演示管31，第一圓弧演示管31中設(shè)置的多個圓弧管運動小球構(gòu)成第一小球組51;第一圓弧演示管31包括沿周向設(shè)置的水平的第一弧形管311，第一弧形管311的曲率半徑為Rl，第一弧形管311的兩端分別圓弧過渡地連接有豎直設(shè)置的開口向上的第一立管312和第二立管313，第一圓弧演示管31、第一立管312和第二立管313均由透明材質(zhì)制成，如圖2所示第一圓弧演示管31側(cè)視呈U型管狀，第一立管312、第一弧形管311和第二立管313的內(nèi)腔形成供第一小球組51運動的第一運動空間。在本實施方式中，第一立管312、第二立管313沿圖示中的順時針方向依次設(shè)置。為了更加鮮明地演示第一小球組51的運動，在本實施方式中，第一小球組51靠近第一立管312—側(cè)的一半為綠色(在一具體實施例中，為綠色玻璃小球)，第一小球組51靠近第二立管313—側(cè)的一半為紅色(在一具體實施例中，為紅色玻璃小球)。第一圓弧演示管31用來演示在旋轉(zhuǎn)的圓盤2上第一半徑Rl處的切向加速度，第一小球組51的運動方向體現(xiàn)出第一半徑Rl處的切向加速度的正負(fù)(根據(jù)圓周運動的特性，切向加速度與角加速度有關(guān)，切向加速度的正負(fù)體現(xiàn)了角加速度的正負(fù))，圓盤2順時針轉(zhuǎn)動時，當(dāng)?shù)谝话霃絉l處的切向加速度為正時，第一小球組51向第